Question

（6分）在容積為10L的密閉容器中，通入40molN₂和120molH₂，在一定條件下進行反應，2s后達到平衡狀態，此時N₂的濃度是2mol/L，試求：
（1）用H₂的濃度變化表示的2s內的平均反應速率為多少？
（2）N₂的轉化率為多少？
（3）平衡時NH₃的體積分數為多少？（要求有計算過程）

Answer 1

解： （1）()="3mol" ?L^-1 ?s^-1
（2）N₂的轉化率="50%"
(3) NH₃的體積分數=33.3%

試題分析：本題是關于可逆反應中的計算題，利用“三段法”來對反應中三個狀態時的各物質的濃度進行分析，從而來進行計算。由題意已知了N₂的初始濃度，而在反應2S后達到平衡狀態，此時N₂的濃度是2mol/L，根據N₂濃度的變化即可進行計算。根據化學反應中計量數之比等于化學反應速率之比可以用其它物質來對化學反應速率進行描述。
解題過程如下：
2秒后N₂的物質的量為2mol/L×10L=20mol
N₂    +     3H₂      =      2NH₃
   40          120              0
   20           60              40
    20           60              40
（1）()==="3mol" ?L^-1 ?s^-1               
（2）N₂的轉化率：N₂%=×100%=50%                  
(3) NH₃的體積分數：NH₃%==33.3%         
點評：本題屬于平衡計算題目，常用的方法就是三段式的解法，可以清晰的判斷各個過程中物質的量的變化，并進行計算，屬于常規解題方法。